虛擬短波/超短波通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

張玉波 李志達(dá) 沈延峰

【摘要】 由于虛擬無(wú)線電技術(shù)的出現(xiàn)，使得虛擬通信系統(tǒng)達(dá)到了基本的構(gòu)成，此外，本文對(duì)超短波地波信號(hào)作為經(jīng)典信道進(jìn)行了研究。本文主要內(nèi)容包括虛擬系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、基本原理及其解決方法，同時(shí)給出虛擬短波試驗(yàn)系統(tǒng)和超短波通信試驗(yàn)系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 短波 超短波 虛擬通信系統(tǒng)

首先，線性調(diào)制的原理是一種頻譜搬遷原理，它把虛擬通信系統(tǒng)作為基帶系統(tǒng)。本文把超短波地波傳播信道為經(jīng)典信道進(jìn)行一次基帶等效的研究；并且探討了虛擬通信系統(tǒng)的組成一級(jí)電臺(tái)的實(shí)現(xiàn)原理。其次，按照虛擬現(xiàn)實(shí)的原理，探討了虛擬短波/超短波通信的關(guān)鍵技術(shù)和它的解決方法。虛擬通信系統(tǒng)擁有逼真的效果，它的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)信道對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)有著很大的真實(shí)影響，因?yàn)橥ㄐ怒h(huán)境是虛擬信道模型參數(shù)的關(guān)鍵所在。環(huán)境參數(shù)和實(shí)際的模型的關(guān)系一般用函數(shù)是表達(dá)不出來(lái)的，有時(shí)候是實(shí)測(cè)曲線，所以數(shù)據(jù)庫(kù)都是讓計(jì)算機(jī)的自動(dòng)模型參數(shù)的查詢和儲(chǔ)存，所以它的數(shù)據(jù)庫(kù)的建立也是關(guān)鍵所在。保證系統(tǒng)地實(shí)時(shí)性和逼真性，就必須找一個(gè)可靠穩(wěn)定快速的平臺(tái)去實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)，這是關(guān)鍵技術(shù)之三。最后，它的通信試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)本身的結(jié)構(gòu)和它虛擬信道、虛擬電臺(tái)兩個(gè)模塊的組成以及工作原理進(jìn)行了探討，同事對(duì)主要的性能做了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明了其關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性和正確性。

一、等效基帶信號(hào)系統(tǒng)

通信系統(tǒng)中，信源輸出的圖像信號(hào)、語(yǔ)音信號(hào)都是低通信號(hào)，它的特點(diǎn)是直流分量低通頻譜，而它最高頻率最低值大于1，并且，在頻譜地段分布的能量較大，所以稱之為基帶信號(hào)。它可以通過(guò)電纜、架空明線等有線信道直接傳輸，不過(guò)不可以在無(wú)線信道傳輸。另外，即便能夠在有線信道傳輸，但是一對(duì)只能傳輸一路，對(duì)其的利用很不理想。為了能夠讓基帶信號(hào)像無(wú)線信道哪樣傳輸，同樣也為了讓有線信道一起傳輸很多基帶信號(hào)，就要用到解調(diào)和調(diào)制的技術(shù)。調(diào)制指從發(fā)送端內(nèi)搬移給定信通道基帶信號(hào)的過(guò)程。解調(diào)是指接收端把搬到定信內(nèi)的頻譜還原成基帶信號(hào)。

二、虛擬短波天波信道模型參數(shù)的確定

電離層擁有隨四季、晝夜而變的物理特性。它的逼真效果主要在接受的語(yǔ)音信號(hào)體現(xiàn)出來(lái)的因?yàn)闀r(shí)間而變化的影響。這種影響通過(guò)參數(shù)的改變?nèi)?shí)現(xiàn)。所以，它的逼真度的關(guān)鍵所在是因時(shí)間地點(diǎn)而變化的環(huán)境參數(shù)去確定模型參數(shù)。

不過(guò)短波模型的參數(shù)和環(huán)境參數(shù)間沒(méi)有確定的關(guān)系，因此由于環(huán)境參數(shù)直接計(jì)算的模型參數(shù)不是輕而易舉的。

三、最高可用頻率

最高可用頻率是指通信距離下，電波傳出電離層和返回地面的臨界值，假如頻率比這個(gè)臨界值高的話，那么電波穿過(guò)電離層，就不會(huì)反饋到地面。最高可用頻率也和反射層的電離密度有著關(guān)系，所以，只要是影響到電離密度的因素，都會(huì)利用最高可用頻率的數(shù)值。如果通信線路選擇最高可用頻率作為工作頻率的時(shí)候，因?yàn)橹挥幸粭l路徑，所以通常情況下，可能會(huì)獲得最好的接收。因此，可用工作頻率選擇短波通信電路，是非常重要的。

四、虛擬信道模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

按照虛擬短波/超短波信道模型參數(shù)的研討，得出的模型參數(shù)的選擇和環(huán)境參數(shù)有著很大的關(guān)系，其中的環(huán)境參數(shù)指時(shí)間、日期及地理位置等。這種關(guān)系一般不能用確定的函數(shù)表達(dá)出來(lái)，只可以用一些圖描述出來(lái)。在環(huán)境參數(shù)確定出模型參數(shù)的時(shí)候，不可能進(jìn)行人工查圖表，所以應(yīng)該把這些圖表中的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式存到計(jì)算機(jī)里面，就可以自動(dòng)計(jì)算出模型參數(shù)。

五、虛擬短波/超短波通信系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建

實(shí)現(xiàn)所有虛擬通信系統(tǒng)，電臺(tái)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)都要在虛擬信道處理。通信部隊(duì)的訓(xùn)練都是以很多電臺(tái)對(duì)通信的集中訓(xùn)練為主要目的。要是多電臺(tái)對(duì)通信，首先不知道雙方都是誰(shuí)，但是串口通信必須要提前布線；而且虛擬信道的數(shù)據(jù)處理工作量很大，所以以串行通信顯然不能保證它的實(shí)時(shí)性和逼真性。因此找到一個(gè)可靠、迅捷、穩(wěn)定的平臺(tái)去實(shí)現(xiàn)虛擬通信系統(tǒng)，是虛擬短波/超短波通信系統(tǒng)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

六、虛擬短波/超短波通信系統(tǒng)平臺(tái)的功能

服務(wù)器主要有三大功能：1.網(wǎng)絡(luò)管理。負(fù)責(zé)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡(luò)管理。2.數(shù)據(jù)管理。對(duì)所有的虛擬信道模型參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存兵對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和查詢。3.用戶管理。主要設(shè)置及組織虛擬干擾機(jī)和虛擬電臺(tái)，就是指揮虛擬電臺(tái)去進(jìn)行通信，分配虛擬干擾機(jī)去進(jìn)行干擾；數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能的查詢到的信道參數(shù)以及每個(gè)電臺(tái)送來(lái)的各個(gè)參數(shù)去進(jìn)行相應(yīng)的處理和配置；按照信道參數(shù)以及每個(gè)電臺(tái)送到的虛擬干擾機(jī)的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)據(jù)去進(jìn)行處理。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3] 張忠連. 超短波通信系統(tǒng)射頻前端電磁防護(hù)技術(shù)研究[D]. 電子科技大學(xué) 2010

[4] 李照帥. 超短波通信靜噪關(guān)鍵技術(shù)研究與驗(yàn)證[D]. 電子科技大學(xué) 2012

[5] 何玉潔. 超短波通信設(shè)備轉(zhuǎn)信系統(tǒng)通信控制器的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 武漢理工大學(xué) 2010